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工业机器人是一种自动化设备，机械臂是工业机器人的一种，工业机器人也有其它形式，虽然两者含义不同，但是指代的内容有重合的部分。所以简单来说，工业机器人的形式有很多种，机械臂只是其中一种。

什么是机械臂？

机械臂是一种机械装置，可以是自动的也可以是人为控制的，是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统；因其独特的操作灵活性， 已在工业装配， 安全防爆等领域得到广泛应用。

机械臂是一个复杂系统， 存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务， 需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。

什么是工业机器人？

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。

机械臂和工业机器人的区别

机械臂是机器人领域中使用最广的一种机械装置，广泛应用于工业、医疗甚至军事、太空领域。机械臂分四轴五轴六轴多轴，3D／2D机器人，独立机械臂、油压机械臂等，虽然种类很多，但是它们有一个共同点就是能接收指令并精确定位到三维（或者二维）空间上的点进行作业。

机器人与机械臂不同的是，机器人既可以接收人类的指令，还可以按照人类预先编排好程序执行作业，还可以根据人工智能指定的原则行动。在未来机器人将更多地协助或取代人类的工作，特别是一些重复性的工作，危险的工作等。

机械臂和工业机器人在应用范围上的区别：

机械臂在工业界应用广泛，其包含的主要技术是驱动和控制，机械臂一般都是串联结构。

机器人主要分为串联结构与并联结构：并联机器人（PM）多用于需要高刚度、高精度、高速度，无需大空间的场合，具体应用于分拣、搬运、模拟运动、并联机床、金属切削加工、机器人关节，航天器接口等；串联机器人与并联机器人在应用上构成互补关系，串联机器人的工作空间大，可以避免驱动轴之间的耦合效应。但其机构各轴要独立控制，而且需要编码器和传感器来提高运动精准度。

最近，美国最大燃油运输管道商遭受网络安全暂停运营，导致国家宣布进入紧急状态一事，引起安全业界热议。随着OT技术不断与信息技术（IT）相融合，IT技术的利用越来越成为攻击OT系统并产生破坏性影响的枢纽，如何保护工业互联网络，阻止攻击者成功执行控制命令并产生破坏性网络影响？

早先，美国国家安全局（NSA）发布工业网络安全风险应对建议的公告，指出关键基础设施领域中将出现的安全威胁，并就如何保护工控系统的OT网络环境提供了建议。本文翻译和引用了该公告的主要内容，供工业网络和OT系统的管理人员参考评估，提升OT网络环境的监控和检测能力，防止网络入侵带来的灾难性影响。

改善网络安全的措施

从企业领导到OT系统运营商，许多人都在问：“在有限的资源下，我们怎么能改善OT和控制系统的网络安全并确保成功？“为了回答这个问题，NSA提出了OT网络的实用评估方法和基本的网络安全改进方法。

全面评估企业IT-to-OT连接的价值、风险和成本

（1） 认识到独立的、未连接的孤岛式OT系统比通过外部连接连接到企业IT系统的（不管外部连接被认为是多么安全）的系统更安全。间歇连接的OT系统可能是一个不错的折衷方案，因为它只有在连接时才有风险，只有在需要时才可以这样做，例如下载更新或在有限的时间内需要远程访问的时间。

（2） 将IT系统连接到OT网络和/或控制系统环境对企业有价值，涉及许多方面，包括：

便于连接和使用数据/信息。

充分利用现有的能力，如 TT 技术人员。

利用或与IT工具结合进行系统监视。

通过IT集成实现理论上的协同效应，例如管理OT资产的更新。

（3） 将IT系统连接到OT环境给企业带来的风险，可能涉及的方面，包括：

难以控制。

安全系统/设备不能正常运作。

程序中断或关闭造成的收入损失。

如果安全系统/设备运行不正常，严重时会造成人员伤亡。

（4） 量化因连接现有OT网络和设备到企业IT系统而额外增加的成本，相关成本可能涉及许多方面，包括：

对OT网络和基础设施进行分段和保护，以减少大规模危害的风险。

下载和更新OT资产到最新版本所需的更新产品或系统许可费用。这对于减轻关于过时固件、软件等的潜在漏洞是至关重要的，并且对于减少连接环境中被利用的风险也是必要的。

如果OT资产中包含使用寿命即将到期的设备或即将提供产品支持的设备，则OT系统的升级成本将会增加。 这不仅应包括设备成本，还应包括因OT设备更换和测试而造成的任何潜在收入损失或任务可用性。

需要额外的人员和资源来正确维护和保护OT资产。

（5） 向领导提供报告结果，以便他们能够有效地评估价值、风险和费用/资源。

改善连接企业 IT-to-OT 网络的网络安全

战略上，现有的IT资源和免费可用的工具应更安全的应用于企业IT-to-OT网络，也适用于孤岛式和间歇性连接的网络和系统，以提高网络恢复能力和确保任务准备就绪。

（1） 全面管理、加密保护（加密和认证） ，并对所有访问通道设置允许访问的列表，确保记录所有访问尝试。访问通道可包括许多方面，例如：

供应商或任何外包的IT资产支持，包括具有已知和未知远程监控连接的供应商便携式计算机。

用于监视和/或警报通知的远程连接。

内部访问，特别是通过现有的开放式，不受管网络，服务器或设备连接。

直接的物理访问。

（2） 在允许远程访问的任何地方，添加监控探针并监视所有跨域连接。建议断开所有远程访问连接，直到进行主动监视为止。

（3） 创建OT网络地图和设备设置基线，并验证所有设备在网络上。

利用地形和物理网络绘图和盘点。

利用可满足要求的现有开源工具。

（4） 创建OT网络通信基准

利用可满足要求的现有开源工具。

（5） 评估OT网络的网络安全需求并确定其优先级，以识别所需的缓解措施并定义短期、中期和长期的网络安全改进成果。

根据内部IT/OT专业知识和能力，制定有效的网络安全改进计划将确定并优先考虑具体的OT网络安全风险。它还将为持续应用缓解措施、近期改进和实现长期网络安全目标的策略提供路线图。

（6） 创建备份基准，以使所有OT网络和设备都能得到修复和重建。

关键备份文件应保持一份副本存储在未连接位置， 通过在线或网络方式无法访问的区域。

在发生安全问题或恶意攻击时，重新还原OT网络，采取措施确保成功，以缩短OT网络的停机时间。

虽然对于网络连接和自动化流程有着非常现实的需求，但是OT网络和控制系统连接到企业 IT系统本身是存在风险的。在连接（或保持连接）企业IT网络之前，要认真评估风险、收益和成本。

在允许企业 IT-to-OT 连接之前，谨慎地区分优先级和考虑风险。虽然OT系统很少需要外部连接才能正常运作，但为了方便起见，它们经常连接起来而没有适当考虑到真正的风险以及潜在的不利因素。建议遵循以上方法，立即采取行动帮助它们提高网络安全。

物联网、人工智能、区块链、RPA在降低运营成本的同时，为供应链流程提供无缝、轻松的管理。

物联网、人工智能、区块链、RPA在降低运营成本的同时，为供应链流程提供无缝、轻松的管理。 从产品开发到销售，公司必须特别注意简化内部活动，以对其利润产生影响。在这个快节奏的数字世界中，为了向客户提供快捷的服务，并在市场中获得竞争优势，公司应调整其供应链活动和服务，并将重点放在适当的商业战略和最先进的技术上。技术将提高内部和外部供应链运营的速度、动态性和弹性，进而增强客户关系，增加收入。 让我们看看一些关键的供应链技术趋势，它们将很快重新定义当前的实践，从而帮助公司体验运营效率、市场估值和财务增长。

1、供应链中的物联网 在供应链和物流领域，物联网作为一种高度革命性的技术解决方案，提供了巨大的创收机会、高水平的透明度和简化的流程。 资产跟踪——这些年来，最常用的资产跟踪方法是序列号和条形码。但借助物联网，公司可以加快货物跟踪流程，同时增加更多透明度。借助物联网传感器和摄像头，产品开发人员不仅可以获得产品位置的数据，而且还可以随时获得有关产品状态的详细数据，例如，有关当局可以检查产品从机场到达商店的时间、产品储存的温度、产品的质量是否在任何地方受到影响，等等。 从生产车间到消费网点，物联网传感器可以清楚地显示产品在到达商店或客户的过程中是如何处理的。通过这种方式，公司可以严格控制产品流程，最终实现快速交付，从而增强客户体验。 车队管理——除了资产跟踪外，物联网帮助供应链专业人员的另一个突出之处是连接车队和跟踪装运。公司必须确保其所有运输工具或承运人相互连接，例如，如果起飞延迟，则应提前通知车辆驾驶员，然后，驾驶员可以利用宝贵的时间来完成其他任务，而不仅仅是等待。物联网有助于公司实现这种时效性。此外，物联网传感器还可以帮助公司跟踪其他因素，如驾驶员空闲时间、驾驶模式、车速或到达商店所需的时间。

2、供应链中的人工智能 人工智能在供应链领域带来了巨大的潜力，从预测订单到帮助运输产品等。2016年，47%的供应链专业人士认为“人工智能具有颠覆性，对供应链战略非常重要。” 聊天机器人，人工智能最令人难以置信的应用之一，它已经在各个 B2B 领域找到了自己的立足之处。但在供应链领域，聊天机器人也具有巨大的潜力。聊天机器人可以准确地处理所有文书工作。聊天机器人可以 24*7 全天候工作而不会感到疲倦或无聊，并且具有高度的准确性、效率和速度。从接听所有电话到跟踪订单详细信息再到处理发票和交易等，聊天机器人可以准确地扮演助手的角色。 自动驾驶汽车是人工智能的另一个重要应用，即将上路。随着这些汽车成为主流，我们将看到供应链专业人士使用自动驾驶汽车进行货物运输，无需人工投入。没有人为干预意味着更少的错误、更低的事故率和更少的交付问题。及时交付将显著提升客户体验。劳斯莱斯（Rolls-Royce）和谷歌（Google）等大型企业已经合作开发自动船只，预计将在不久的将来启航。

3、供应链中的区块链 高水平的可追溯性和最少的中间商参与是供应链行业的一个重要需求，而区块链有助于企业实现这一需求。 一旦我们下完订单，就等待它的到来，而且我们还会不时检查发货信息。通过区块链，我们可以实时跟踪货物的状态和确切位置。区块链允许供应链专业人士和快递公司实时更新区块链分类账，这有助于客户自行跟踪他们的货物。延迟的原因也可以记录在区块链上，这有助于客户更好地了解。 智能合约是区块链的应用之一，具有内置的自动化功能，这对交易和支付管理很有意义。在智能合约的帮助下，卖家可以在产品到达工厂时向中间商付款，而不需要单独的团队来处理发票和交易。

4、供应链中的RPA RPA是一种具有高级机器学习能力和认知潜力的软件机器人，为供应链行业开辟了许多机会。RPA 取代了所有人工、劳动密集型、耗时、容易出错的业务操作，同时让员工专注于高质量的工作。在我们的案例中，RPA 帮助供应链公司自动化其后台活动、优化其生产力并促进货物的顺利流动。

我们列出一些在供应链场景中可以由 RPA 轻松处理的活动：

订单处理和交易、客户订单跟踪 、电子邮件自动化、内部报告、供应商报告

无论货物通过何种运输工具移动，供应链和物流行业都拥有大量由新时代技术提供的有益和令人兴奋的机会，以适应快速变化的市场环境并满足客户更高的期望。但是，在公司利用这些趋势技术之前，他们应该首先分析哪种技术更适合他们的业务需求，并确定技术采用的具体要求，以及确定相关的解决方案来填补缺失的差距，然后采用供应链技术趋势来获得巨大利润。

用比特驱动瓦特是5G改变社会的梦想之一，5G在电力领域的应用能否成功关系到5G改变社会的使命能否实现。在5G产业专家与电力行业专家携手的共同努力下，5G与电力领域结合的应用正不断丰富与成熟，克服技术、标准、商业模式等方面挑战，比特驱动瓦特的梦想正在照进现实。

电网开展5G业务已取得初步进展

5G在电力领域的应用范围十分广泛，贯穿电网“发输变配用”全流程，如配网差动保护、配网自动化三遥、配网PMU、高级计量、应急通信、机器人巡检、无人机线路巡检、智慧工地、视频监控等。5G在这些场景的应用极大地增强了电网的通信能力并提高了电网的运营效率，为电网的智慧化运营提供了重要保障。

5G电力虚拟专网提供可靠的无线接入

电网企业与运营商共同构建5G电力虚拟专网，能够为各类电网业务提供可靠的无线通信接入手段。基于“公网专用、能力开放、分权分域”的理念，通过电信运营商的5G统一能力开放平台，可以向电网开放对应的5G行业虚拟专网服务和管理能力，主要包括5G电力切片、电力专用网元（如UPF/MEC等）、电力通信终端，业务SLA的可视、可管、可控能力及故障定界、故障快速恢复能力。

在浙江，国家电网浙江电力公司与运营商共同构建了5G电力虚拟专网，建设范围包括无线公网（无线、承载、核心网、运营管理平台）和电力专网（电力专用核心网网元、电力内部网络、5G电力综合管理平台、主子站业务系统等）。国家电网浙江电力公司在省公司侧通信机房内，分别与三家运营商完成电力5G SA核心网用户面设备的部署工作，包含电力专用UPF设备和MEC服务器，实现了5G SA网络核心层的用户面下沉，AMF和SMF等核心网网元采用运营商5GC公共资源。

在河南，国家电网河南电力公司也在融合电网业务应用需求的基础上，开展了5G虚拟专网、5G+特高压、5G+配电网等建设模式研究及应用，在郑州、鹤壁、许昌等地区广泛开展试点场景建设。在5G电力虚拟专网方向，河南电力积极探索5G园区专网建设模式，2019年4月在郑州官渡变，国家电网河南电力公司建成了国内首座500千伏变电站电力专用基站。国家电网河南电力公司联合运营商实现了省内三座特高压站的5G网络全覆盖，通过部署电力专用MEC，进一步建成了特高压5G园区专网。

5G电力切片已开展示范工作

切片已经成为5G使能行业应用的重要抓手。在山东，全省已开始组建5G电力切片网络，构建全省生产控制大区切片，准备开展地方电厂接入、分布式电源接入（助力负荷预测）和电动汽车接入（助力源网荷柔性调度）。国家电网青岛供电公司还在胶州上合示范区扩大配网差动保护试点，场景自动化扩大应用，开展地方电厂、分布式电源等5G通信试验。

5G基站与变电站共建共享初见成效

5G基站与变电站共建共享取得了初步成效。在青豫直流特高压豫南换流站基建工程中，国家电网河南电力公司实现了5G基建与变电站同期规划建设，不仅降低了后期铁塔公司、运营商重新建站的高额费用，也使5G在特高压智慧工地应用中率先发挥作用，为安全作业管控提供了有效手段。

无人机巡检实现实时回传

近年来为了减轻输电线路巡检工作强度，国家电网开始大规模推广无人机巡线作业。基于电力北斗地面增强基站的精准导航可以达到实时厘米级精度，通过航迹规划，巡检全过程无人机自动飞行。国家电网青岛供电公司实现了国内首次研发无人机可搭载的5G SA网络数据高速传输模块，实现无人机视频及图像在5G切片网络的实时回传，数据转储作业整体时间缩短98%，确保巡检数据传输安全。

智能运维提高电网运营效率

5G在提升电网自动化效率实现智能运维方面发挥了重要作用。如在5G+精准负荷控制方面，国家电网青岛供电公司实现了精准负荷控制系统重点解决电网故障初期频率快速跌落，主干道潮流越限，省际联络线功率超用，电网旋转备用不足等问题。

精准负控系统工程在实施中遇到大量负控终端接入控制网络带来的成本和施工难题。许继集团将分散部署的负控终端通过电力通信终端接入5G网络，在试验室及试点完成基于5G的精准负控验证工作，实测延时指标满足预期，优于无线专网测试指标，具备实施条件。

面向未来智能运维，2021年，国家电网江苏电力公司计划将围绕输变电智能运维、电网调度控制等业务，在南京江北新区开展电力5G应用的深入验证，如基于混合专网点对点业务应用模式验证广域保护备用通道;基于混合专网局域业务应用模式验证变电站巡检机器人;基于虚拟专网广域业务应用模式验证网联无人机;开展边边缘数据中心共建共享商业模式探索。

电网开展5G业务需跨越两座大山

在取得一定阶段性成果的同时，也应该清醒的认识到，电网开展5G技术研究，贯穿电网“发输变配用”全流程，不仅有技术问题，还涉及标准体系建立、网络安全要求、管理模式及商业模式确立等问题。这不仅与电网有关，还涉及电信运营商、设备厂商、标准机构等外部单位，是一个复杂的系统性工程。目前看来主要有两座大山需要跨越。

一是5G切片承载电力业务的安全性尚待权威论证。根据电力监控系统安全防护要求，生产控制业务大区的业务需要达到物理隔离的安全防护强度。虽然5G切片技术在安全隔离方面相对4G有了优化提升，但端到端的安全隔离能力能否达到电力安全防护要求，目前都只停留在理论分析阶段，尚未进行第三方权威机构测评认证。

二是跨行业5G创新商业合作模式尚待探索，资费标准远超预期。当前5G切片技术主要在技术方案及应用验证的阶段，运营商与电力企业双方对专用切片的计费模式和取费标准仍然存在较大分歧。5G电力虚拟专网的网络租赁费约为4G资费的5倍，成本大幅提升，远超预期。

总而言之，当前电力行业5G应用仍处于技术试点与商业摸索阶段，从电网应用角度看，制定针对电力行业应用的制定个性化标准，破解电力5G深化应用瓶颈势在必行。产业链也应积极行动起来，在新业务模式探索、5G技术与电力应用适配性验证方面积极贡献力量。

“4·16″北京丰台储能电站爆炸事故的惨痛教训，势必将促使正处于”热发展”期的储能行业进入冷思考。事故原因尚待调查，但有一点可以肯定，作为支撑国家能源转型大计的战略性新兴行业，储能发展的脚步不能就此停歇。本次事故再次警醒行业，安全无小事！伴随着各地储能项目”火爆”上马，储能项目的本质安全再怎么强调都不为过。

善治病者，必医其受病之处；善救弊者，必塞其起弊之源。为此，本刊特邀专家就此话题展开讨论，以飨读者。

4月16日，北京市丰台区集美大红门25MWh直流光储充一体化电站项目发生爆炸事故，该事故是我国官方报道中首次造成重大人员伤亡的电化学储能电站安全事故，给储能行业的发展再次敲响了警钟。

事实上，国内外已有多个储能电站出现着火、爆炸事故的案例，自2017年来，韩国就陆续出现30多起火灾事故。但是，储能的发展不能”因噎废食”，忽视了储能在落实国家”双碳”战略目标以及推动构建以新能源为主体新型电力系统过程中的积极作用，而是亟需认真反思储能在快速发展阶段遗留和出现的规范标准缺失、产业粗放无序、市场投机短视等问题。特别是国家和行业等各个层面，应加快研究出台储能系统在规划设计、管理审批、建设施工、运营维护等各个环节统一的规范和标准，从行业和产业的顶层设计上保证储能的健康可持续发展。

产品参差不齐 厂家鱼龙混杂

蓬勃发展背景下潜藏风险

储能是一个涉及多学科、多专业的技术领域，包括了系统控制、电气安全、设备优化匹配、电池健康及安全联动保护管理等。完整的储能系统不是各种元件简单的拼凑，而是需要系统化、规范化、标准化地对电池选择、系统工艺、充放电管理、温控系统设计、质量把控等过程进行全寿命、全环节的综合考量。

我国电化学储能技术路线众多，每种技术类型的技术路线、技术特点、成熟度、适合的应用场景以及产业应用规模各不相同。然而，各类储能产品质量参差不齐，储能产品还存在以”动”代”储”、非专业集成、非一体化设计、未全面测试等问题。储能厂家也鱼龙混杂，既有宁德时代、比亚迪这样的独角兽，还有大量的光伏、节能、电力电子等数百家企业跨界而来，并且许多跨界企业基本采取主营业务为主、储能业务为辅的协同发展模式，专业化的储能企业仍显弱势。

随着储能装置部署发展到一定规模，考核标准不明晰、监管体系不完善、商业模式不明确等引发的价格战、圈地战等问题也逐渐显现，从而集中体现在储能系统元件自身和储能系统运行时所产生的停运、失效甚至起火爆炸等安全风险上。

标准规范先行 打造本质安全

涅槃重塑夯实产业健康基石

我国储能行业正面临新的历史机遇，能源系统的源网荷各级用户都对储能的发展寄予了厚望。然而，我国储能电池性能指标、规划设计、调度及事故处置、火灾消防以及行业质量评估等还缺乏统一的规范标准和检测手段，不同的工程项目之间要求差异比较大。目前，我国的储能行业的国家标准还比较缺乏，与其他比较成熟的行业动辄上百项的标准体系相比，储能系统标准化的工作还需全面深化开展，从本质和源头上确保储能系统的安全可靠。

我国储能行业的发展必须筑牢全产业链的安全围堤。一是加强储能产品技术标准化研究。加强储能产品生产质量的标准化研究，统一行业标准，严守产品生产安全红线；二是建立储能应用系统标准体系。从系统应用的角度，建立涵盖储能系统规划、设计、运行、维护以及储能设备、部件、材料等各环节相互衔接、协同发展的标准体系；三是加强储能接入能源系统标准化研究。尽快完善储能电站的调度规范准则，完善储能故障保护措施以及应急方案等，保障储能在能源系统中的安全稳定运行；四是加强储能电站的消防标准化研究。储能电站的消防标准需进一步从产品、建筑、运行等角度进行综合考量，针对不同类型的储能事故隐患，制定故障应急预案和消防处置措施；五是完善储能行业管理规范性研究。完善储能行业体系规范化研究，建立相应质量认证体系，加强对储能的安全监管与防护机制。

拓展产业赛道 孵化硬核技术

开源引渠营造多元化新格局

随着智能电网、综合能源系统、能源互联网等新型能源系统模式的转型升级，储能作为一种新型能源基础设施，能够为系统运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务。不同需求场景催生了不同类型的储能技术路线，不同技术的储能又可协同解决能源系统在不同时间尺度、空间范围内能源生产消费的平衡问题。从能源储存这一本质需求来看，广义的储能产业呈现更加多元化趋势。

目前，在大容量储能方面，抽水蓄能仍然是主要方式，在条件适宜的地区发展抽水蓄能对于提升能源电力系统整体效率具有重要意义；在储能电站建设中，主要采用锂电池、液流电池、铅碳电池等，目前液流电池由于其高可靠性、长寿命等优势，越来越得到行业内的关注；在动力电池方面，磷酸铁锂电池、三元电池、燃料电池等是主要的车载储能模式，随着风光等新能源的大规模开发，以绿氢为主的燃料电池将逐渐具备市场竞争力；同时，以水、熔盐等为介质的蓄冷蓄热等储能技术，基于成熟的技术和经济性考量，在建筑用能等应用场景中收到了良好的效果。但是，应该看到，液流电池、燃料电池等全产业链的大量核心技术仍然还在论证完善之中，市场上的储能产品还很难同时满足绿色低碳、安全可靠、经济高效、长寿命、易回收等要求，其中，电池安全管理技术、大容量电池技术、电池梯次利用技术、储能材料技术等领域仍将是未来储能关键技术突破创新的重点。

这次事故的结果是沉痛的，但能源系统发展的历史也告诉我们，每一次重大事故的发生都显著加快了行业自身的优化完善、优胜劣汰和改革转型，每一次行业的剧烈阵痛都可能带来更长远的繁荣兴盛。

期待储能系统在未来的能源系统革命中发挥更大作用。

试点案例上千个，缘何运营商仍徘徊在外围？

“5G＋工业互联网”融合创新项目已经超过1100个 。 这是在数月前的国内首届5G＋工业互联网大会上，官方给出的一组数据。 如果延伸到2021年4月，在多方政策的支持以及电信运营商、ICT设备商5G＋的推动下，可能这个数字已经翻了一番不止。 但在5G＋的光环下，一些传统行业从业者有点沉不住气了。 “那些公开场合讲话、演讲的例子，多多少少都有些光环在上面。可实际上，我们这种传统钢铁企业，几十年留下里的历史问题很多，本来就没形成体系化的互联互通，而且各类设备比较笨重，信息安全防线也比较薄弱，所谓的数字化改造，还都是一些局部环节上的尝试，一些工控系统还多采用的是外资公司的系统，纳入5G，打造工业互联网，都还是很长一段时间需要对接和摸索的事。” 一位钢铁企业的技术人员与紫金山科技谈及工业升级改造时，直言当下的5G＋案例大多属于“虚火”，“根本没到各类宣传制造出的那种繁荣的地步。”

01

标准和频率：无形的围栏？

工业，被视为最能体现5G高速率、低时延高可靠、大连接等几大特性的行业领域，一直是三大运营商和设备商们试水5G＋的“前沿阵地”。 但在宣传案例背后，当工厂、企业开始花费大量精力和金钱意图把采购、生产、质检、物流等各环节“全面改造一番”时，受限于标准和频谱政策的5G，在技术能力和服务模式上开始显出力不从心。

事实上，2018年6月冻结的5G SA独立组网标准已经显著增大了5G网络速率和容量，为其进入行业市场打开大门，而2020年7月3GPP R16标准全面冻结，因其为5G＋工业解锁了更新的能力，又被视为5G在工业领域的敲门砖。 那真正能让工业生产“变革”的技术能力，在发布的R16标准中有多少？ 工业互联网专家、北京科技大学国家“万人计划”王健全教授在与紫金山科技谈到这个问题时称，3GPP R16标准中，的确对5G相关功能进行了增强和扩展，包括对5G桥接TSN 的架构及功能做了框架性定义，对高可靠低时延的uRLLC功能进行了增强，规划了非公共网络NPN的部署方式，包括NR－U、NR定位、双连接、载波聚合增强及UE节能等。 不过，5G要想从时延、容量、连接、定位精度等方面更适应工业复杂场景，还得依赖尚未颁布的R17标准。 一方面是更有力的R17标准尚未发布，另一方面是目前5G的实际进展还滞后于已发布的标准。根据已公开的终端芯片厂商路标，较为全面其成熟的uRLLC终端芯片预计2021年底至2022年年中才能推出，而基于这方面的模组就又得滞后几个月。 王健全教授坦言，“对于时延、抖动、稳定性要求高的场景，特别是工业制造的核心控制环节，现在的5G还无法满足要求，这也是目前5G进入工业，还未能与生产制造核心流程真正挂钩的技术原因。”

而包括王健全教授在内，还有其他被访人也提到了5G＋工业难推进在技术因素之外另一大原因，即商业模式，而商业模式又与我国现有的5G频率政策息息相关。 如一位业内人士在2月份的MWC上海展期间与同行私下交流所说，中国5G＋各行各业在国际上几乎是案例最多的，但与“全球已经有37个国家／地区完成了基于5G／LTE的专用网络的频谱分配及部署”相反的是，中国还没给5G专网划分出专门的频谱。 “就像一个大操场，专业运动员没有专门辟出的赛道，不得不和老百姓一起跑步。” 德国和日本都是2019年为5G专网划分了特定的频谱。德国规划的3．7GHz－3．8GHz频段和24．25GHz－27．5GHz频段，已在这两年分批次分配用于工业厂区、汽车企业、农林企业等建设5G企业专网。有数据统计，至2020年9月底，包括博世、宝马等在内的几十家企业已领到了74张区域5G频谱许可，用来建5G独立专网。 日本发放的2．575MHz－2．595MHz和28．2GHz－28．3GHz频段，特别打上了“本地专用”的属性，即本地5G频率只可在本地专网中使用，全国性的运营商不可申请本地5G频率。

日本富士通、丰田、东京都政府都已获得本地5G频率许可，纷纷开始区域5G专网的建设。 美国、法国也都以不同的频谱共享接入监管模式或独立频段专用的方式，用于工业企业建设私有专网。 在中国电信股份有限公司研究院的专家看来，这些国家的工业专网频率分配，或多或少也给国内推进5G专网频谱提供了启示：一是与电信运营商的全国性5G公网频谱相比，大部分专网频谱都限定了使用区域范围；二是可以通过监管机构二次授权的方式向企业分配专网频谱。

在中国国内尚无5G专网频谱的局限下，与电信运营商合作成为了工业企业最主要的5G建网途径，电信运营商也推出了网络切片和共建等不同合作方式。 网络切片，即运营商负责网络运营支撑，不需要企业部署本地化的网络硬件基础设备，适合对数据安全性要求不高的企业进行5G专网部署。 共建，即共享或租用运营商公网核心网，在企业园区内建设接入网以及下沉本地的核心网，但这对安全性要求极高的企业来说也存在风险。 无论采用哪一种方式，既有5G公网频谱对于工业生产中各类复杂需求的限制，也有代建、代维、服务等各方面不菲的成本。

此前中国工业互联网产业联盟调研了汽车制造场景和电子信息制造场景两种典型工业场景下的频谱需求，其中汽车制造工业场景的频谱需求在200M－600M之间，当使用全向小区时，频谱需求高达1800M；电子信息制造工厂的频谱需求则在60M－350M之间。 就像在本不宽裕的大操场，企业还要想办法辟出自己的跑道。 而“不差钱”的大厂，更钟意的方式则是依赖专用频谱企业自建。 业内人士“天线圈圈”提及该问题时称，虽然自建5G专网专网成本很高，但与运营商共建的方式，也意味着服务等方面需要一定的支出。像富士康这类有经验、有能力的大厂，从安全性、物理隔离等要求出发，很可能更倾向于自建5G独立专网。所以有技术有能力的车企、电子制造企业等，很多都倾向于自己建一个专网，除非这个企业是有广域连接需求的（例如电网、车联网），自己建网成本会很大。

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徘徊在外围的运营商

“在中国工业生产的自动化改造中，一个继电器改造成功率开关管（IGBT）就花了近二十年，但是移动通信这二十年已经从2G发展到5G。我们经常打趣说人们离婚很大的原因是因为一个人走得太远，另一个人却停留在原地导致两者无法继续有共同的语言。工业界需要的是稳定和不变化，而通信业发展却是不断变革和快速迭代，如今5G和工业似乎就是这种境地。”

名为“赖振波”的知乎用户这样形容5G进入工业的“难”。

几十年来，电信运营商的商业模式也导致其无法真正地与工业企业的复杂需求实现完美对接。

“工业生产、质检环节开始引入大量机器人，5G网络可以代替有线网络实现信息效率传递的大幅提升，且机器人有传感器数据采集，即需要大容量无线传输，下发的控制命令也需要在更可靠的网络上，以更低的时延到达目的方，所以，相比运营商更擅长的发卡、套餐营销、卖流量等，工业企需要的是一个很懂工业企业的中间服务商，从架构、数据平台、AI大数据分析、数据连接和传感器到数据网络集成再到生产系统，实现数字化改造。”上述人士称，这也是运营商与工业企业目前最大的隔阂。

此外，“天线圈圈”也提到，工业很多环节对上行数据带宽要求极高，例如自动控制、高清摄像头的实时监控等。

“其实电信运营商也提供了一些增强上行能力的技术，例如5G超级上行、上行专用帧结构等，一定程度上可以满足工业企业的上行带宽需求，但是这方面的产业链有待成熟，基站、终端、频段都需要支持这类技术。”

这也涉及到对毫米波这类更高频段的需求，不过目前既缺乏牌照支持，也缺乏完整产业链能力。

美的集团的一位人士还提到了5G模组的问题。“不说百万级、千万级，甚至上亿的企业自建5G网络的成本，单从5G工业模组来看，价格也偏高。而且目前5G模组过多，电机里无法腾出更多空间。”因此，该人士也呼吁模组厂商与三大运营商联合推出更合理的解决方案。

这样的现实，让电信运营商一方面大力投入5G＋，另一方面却始终进入不到核心环节。

而且摆在5G＋工业面前的还有另一个现实，即我国制造业中90％以上的企业属于中小企业，这其中大部分企业现有的设备，尚不具备智能化数字化采集的能力，升级改造的资金与成本压力很大，企业承受能力不足。

即便搞定10％的大企业，又如何服务这90％的中小制造业企业。

或许，考验5G到底能不能全面＋工业，就不仅仅是标准、频谱、技术能力、中间服务商合作的问题了。

随着工业类机器人和服务类机器人逐渐普及，自动化生产与数字化转型已成制造业刚需。在智能制造大环境来临的背景下，工业机器人产量连创新高，同时“十四五”规划将加速智能制造产业链发展进程。

随着国内企业在技术上取得的进步，机器人技术逐渐成熟，机器人产品应用在各个行业的不同场景。根据应用环境机器人分为工业机器人和服务机器人，其中工业机器人主要包括切割焊接机器人、装配机器人、喷涂机器人、运输机器人、分拣机器人等；服务机器人包括个人／家用机器人、专业服务机器人以及特种机器人三大类。

服务机器人多见于日常生活，如扫地机器人、送餐机器人、场地机器人等。

工业机器人普遍用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于汽车、3C、物流、化工等各个工业领域之中。工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人－环境交互系统、人机交互系统和控制系统。工业机器人成本通常仅为人工成本的四分之一，且在工作质量、效率方面有所提升。

制造业PMI持续高于荣枯线，下游制造行业复苏

全球制造业PMI在2020年疫情影响初期，景气度受挫，下降至近十年历史低位。自2020年初疫情爆发，中国2020年2月制造业PMI跌落近年低位 35．7％，3月回升并连续13个月位于荣枯线上。2021年3月环比提高1．3个百分点至51．9％。中国制造业PMI指数显示国内经济保持复苏态势，制造业景气度良好，行业仍处于扩张阶段。

制造业PMI指标（资料来源：国家统计局）

另外，2020年初制造业工业增加值指标触底至－1．8％，通用设备制造业、专用设备制造业工业增加值指标分别为－5．4％、－2．2％；随后呈上升趋势至2021年3月，制造业工业增加值为15．2％，通用设备及专用设备制造业工业增加值高于行业平均水平，分别为20．2％、17．9％，制造行业复苏态势明显。

制造业、通用设备制造业、专用设备制造业工业增加值（资料来源：国家统计局）

国家大力推动智能发展，促进工业机器人技术创新

中国制造业转型除了需要行业领头企业带领改革创新，还需国家政策扶持辅助加速进程。为了贯彻“中国制造 2025”，机器人作为智能制造发展领域的重要一环，推进我国工业机器人行业的健康发展，国家出台一系列相关政策支持与鼓励工业机器人的技术创新和行业发展。

（数据来源：公开资料整理）

工业机器人作为制造业自动化升级的关键设备，行业潜力巨大。行业通过推出标准体系将提高行业进入壁垒，促进行业企业技术革新提高技术壁垒。我国工业机器人发展已数十年，标准体系已初步形成，近年来机器人行业发展快速。2021年我国“十四五”规划和2035年目标纲要提出，持续鼓励、推动智能产业发展，工业机器人行业也将受益。具体内容是推动机器人等产业的创新发展和“机器换人”计划，国产替代也将成为未来重要主题。

数字化升级、自动化生产成刚需

近年由于人口老龄化和人工成本提高，削弱我国制造行业竞争力，也对劳动密集型产业带来冲击。制造业承受压力增大，行业未来的不确定性随之提升。这让行业转型迎来新拐点，打破现状将生产自动化数字化全面实行，有望将自动化生产普遍化，工业机器人逐步成为制造企业生产的刚需配备。

在新冠肺炎疫情期间，许多业务不是夭折就是被按下暂停键，但有一件事始终未变：数据中心一直坚守阵地，确立了该系统对企业以及对日常生活都是关键业务系统的地位。

我们的数据中心无处不在，可以使各种规模的企业快速扩展远程工作，可以支持从幼儿园到高中和大学一夜之间转型为线上学习，可以向餐馆提供联系顾客和获取订单的新途径，甚至支持医生与病人建立远程联系， 并且能够给人们提供无穷无尽的娱乐选择。

疫情期间，其他商业房地产领域的建设受到影响，而数据中心却未停止发展的脚步。事实上， 据高德纳咨询公司预测，全球数据中心基础设施支出今年将增加6%。

数据中心已经证明自己是不可或缺的，只是需要能够快速增加性能来支持远程IT、电子商务、不断增长的视频流和游戏流量，以及远程医疗、远程学习和线上协作等应用程序。要想实现这些目标，低延迟连接至关重要。低延迟（或快速响应时间）是获得良好用户体验的关键。

从数据中心流过的数据需要加快传输和处理速度，因此数据中心正朝着全网格、叶脊网络架构的方向发展。这种网络架构可以减少延迟，支持虚拟化服务器环境中的数据密集型和时间敏感型应用程序，在这种环境中，特定应用程序所需资源通常分布在多个服务器上。

如果将低延迟作为目标，连通性就显得非常重要。在一个数据中心，光纤布线系统能够使配线区利用传统交叉连接实现灵活的、基于标准的设备连接——包括叶交换机连接服务器，叶交换机连接脊交换机，服务器连接存储设备。

使用线缆和跳线实现两个终端单元直连被称为交叉连接，它对于这类数据中心非常重要。它们可以提高性能，减少延迟，改善流量管理，在虚拟化服务器环境中更容易扩展，并使服务器集群更容易共享计算和存储资源。

通过利用光纤配线架来映射其所连接的设备的端口，交叉连接可以使数据中心加速实现“彼此完全”连接：只要在光纤配线架前面改变光纤跳线的接插位置，就可以将任何设备端口连接到任何其他设备端口。

新服务在交叉连接点迅速上线。主要配线区域的脊交换机可以通过永久固定链路连接到交叉连接点，新的叶交换机可以在交叉连接点连接到未使用的脊交换机端口。

在主机托管环境中，客户设备需要快速连接到服务提供商设备，这时交叉连接就显得特别理想。因为它无需接触设备，并且能够在不中断运行情况下提供更高级别的安全与保证。交叉连接使客户能够充分利用邻近服务、合作伙伴、运营商和生态系统带来的红利。

在位于企业客户托管空间或本地数据中心的设备配线区域内，也能真实体现交叉连接的好处。当某一排需要添加新服务器时，在交叉连接点可以轻松连接到列头（EoR）的叶交换机。光纤所支持的距离也意味着这些交叉连接点几乎可以位于数据中心的任何地方。

交叉连接技术有能力帮助数据中心实现最具成本效益的扩展，并且我们也在努力实现低延迟连通性来支持未来需求：远程IT、电子商务、不断增长的视频流和游戏流量，以及远程医疗、远程学习和在线协作等应用程序。

投资界4月26日消息，半导体专业风险投资机构和利资本完成新一期人民币基金的募集，总规模近35亿人民币，超过基金规划募集上限。此次LP包括政府引导基金、大型央企、国企、头部市场化母基金等。据悉该基金将延续以往的投资策略，专注半导体领域的中早期投资。

随着半导体行业在2019年底迎来投资热潮，作为专业选手的和利资本也频频出现在各半导体创业公司的投资方名单，且绝大多数作为领投方出现。事实上，这家VC机构的合伙人们从90年代就开始专注在半导体领域的投资，诸多IT上市公司背后都有他们的身影。

“来大陆做半导体股权投资20年能遇到今天这样的情景，我从来没想过。”谈及眼下的半导体投资热潮，和利资本管理合伙人孔令国忍不住感叹。

15个月投出近20家半导体公司

堪称半导体投资风向标

和利资本当前管理的新基金，主要投资方向为人工智能／数据中心、物联网、5G、智能汽车等应用领域的高端芯片、先进传感器、系统模块等，并围绕以上产业链展开布局。短短时间内，和利连续出手近20家优质半导体公司，投资金额已达近15亿元。

数十年的累积让和利团队拥有了十分专业的视角，基金的出手方向一度被视为半导体投资的风向标，布局的早期项目往往很快成为明星公司。

以沐曦集成电路为例，这家公司正是由和利协助成立的，而且和利也在天使轮入局。果断出手背后，和利看准了这家公司拥有平均15年以上高性能GPU芯片设计经验的团队，判断其拥有量产从40nm到7nm众多制程的GPU芯片的经验和能力。沐曦创始人陈维良系清华大学微电子学研究所硕士，拥有超过18年的GPU芯片设计经验，曾担任世界顶尖GPU芯片公司高管，负责全球通用计算GPU产品线的整体设计与管理。团队其他核心成员包括同公司多名院士级（Fellow）科学家，平均行业经验超过15年，曾成功完成数十颗先进制程（7nm）GPU芯片的流片及量产，掌握了大量（上万颗）GPU芯片同时正常工作的服务器系统设计及调试技术。11月完成天使轮融资后，沐曦紧接着在1月、3月分别完成数亿元人民币的Pre A和Pre A＋轮融资，吸引了红杉中国、经纬中国、光速中国等头部基金的加入，和利资本作为老股东持续加注。

回顾过去一年，和利资本所投的许多公司都在产品和资本方面有了较大的突破。比如提供MEMS传感器及系统产品的“武汉飞恩”去年实现超50％的销售收入增长，四个月前超额完成D轮融资；全球首家类脑芯片公司“SynSense时识科技”产品即将全球首发量产；生产车规处理器芯片的“芯驰半导体”填补了国内高端汽车核心芯片市场的空白，并于今年三月获得百万量级订单，正式开启出货；第三代半导体外延片公司“百识电子”更是和利资本协助由台湾引进落户南京的世界级团队，公司即将完成6英寸SiC外延片开发送样，并将于今年上半年完成GaN外延开发。此外，和利也入局AI语音芯片赛道，投资了思必驰，目前该公司正迅速发展冲刺科创板。

不久前，在Elsevier（爱思唯尔）云论坛暨络绎学术会议上，行业专家和学术权威们指出，未来信息技术芯片三大方向分别是神经网络计算加速器—— GPU ／ FPGA ／ ASIC、类脑芯片、（硅）光子计算芯片。而这三大方向，和利资本均已布局：“沐曦集成电路”、“SynSense时识科技”、“曦智科技”。2020年10月毕马威发布的中国第一届‘芯科技’新锐企业50评选”榜单，和利所投资的7家企业均入榜，占领了榜单几乎1／5，创造了超过60％的击中率。而孔令国作为当初投资机构代表，也收获了一个天使轮IPO——2020年6月，寒武纪在科创板上市，他已陪跑这个项目多年。

为国内半导体市场做增值

梳理和利资本方法论

“关注整个半导体产业链，重点投资芯片设计领域，在材料设备、封测模组等方向均做布局。”孔令国总结了和利资本的方法论：投头部、投 中早期、不跟风、不投竞品；平均每个项目8000万－1亿人民币的投资额；尽量保持最具影响力的股东，利用团队的经验和资源最大力度加持项目链接产业，由此创造价值从而为LP追求最大范围的回报。目前，人工智能、物联网、5G、智能网联汽车都是和利资本重点关注的方向。

纵观和利布局的近20家半导体公司，涉及类脑芯片、物联网芯片、光子AI芯片、5G射频芯片、5G小基站芯片、车规处理器芯片等多个领域，无一不是拥有极具竞争力的产品并在各自赛道处于领跑地位。以曦智科技为例，这家光子AI芯片公司在2019年4月就发布了全球首款光子芯片原型板卡，并用光子芯片运行了Google TensorFlow自带的卷积神经网络模型来处理MNIST数据集，整个模型超过95％的运算是在光子芯片上完成。其创始人沈亦晨以第一作者身份在顶级期刊 Nature Photonics 杂志上发表封面文章《通过相干纳米光学电路进行深度学习》，推动了集成光学在未来取代传统电子计算芯片的发展。其他团队成员包括麻省理工学院、哥伦比亚大学、佐治亚理工大学、北京大学和加州大学伯克利分校等的优秀毕业生，以及产业界来自谷歌、微软、英特尔、英伟达、AMD、ADI 等公司的业界资深专业人士。曦智科技作为初创公司，已经连续两年入选《麻省理工科技评论》50 家聪明公司，并被EE Times评为 2020年“全球最值得关注的100家新兴创业公司”。

“我们的精力和资源是有限的，只能给最好的团队。”孔令国坦言，“所以一般来说我们只投行业第一名，也就意味着同个细分我们只投一个，不投竞品。”

在这个“无人不投半导体”的时代，VC机构如何脱颖而出？和利资本有自己的一套打法。“论平台规模、名气，我们没法与头部大机构比，这不是我们与项目方谈判的筹码。但我们的优势也无可比拟，比如创业者希望在产业链资源上需要支持，希望在台积电争取产能，企业发展过程中遇到问题需要建议…这些情况下，那你就需要和利了。”孔令国透露，其实很多项目也是因此而优先、主动选择了和利资本，“一旦互相选择，未来长期陪跑。”

当下半导体项目融资速度快、估值高，VC机构又该如何做决策呢？孔令国表示：“我们还是会坚持自己的估值体系和投资节奏，那些没办法说服我们自己的项目，我们也不会下注。如今新基金近35亿的规模，我们计划投35－40个项目，量不多，寻求高命中率，聚焦、重注、精品，从而创造最大价值回报。”

孔令国一直坚持一个理念——为国内的半导体产业做增值。他强调，“引进世界领先地区的创新技术和人才，整合国内广大的市场和机遇，致力自主可控国产半导体产业发展。部分我们投资的项目就是和利团队从境外引入的，包括来自瑞士的类脑芯片公司SynSense时识科技、来自台湾地区的第三代半导体外延片公司电子等。”

中国半导体投资迎来黄金时代

长期的投入和经营才是王道

资料显示，和利资本团队均来自半导体产业，合伙人均有20年以上行业背景，具备深厚的从业经验和广泛的产业资源，这使得他们能帮助芯片初创企业获得供应链、高端人才、客户与市场等战略资源。

在2020年10月和利资本CEO俱乐部上，和利请来了一批半导体产业链重要企业的核心管理层——包括台积电、世芯科技、创意电子、安靠封装测试等，以及地方政府相关领导，为在场的被投企业CEO对接了珍贵的资源。沐曦集成电路创始人陈维良感叹：“从我们有创业的想法开始，和利资本就为我们提供了非常多的建议和帮助，除了资金支持以外，还帮我们带来了非常多的外部资源。他们对于集成电路行业的发展规律和特点有着深刻的理解，是这个行业的推动者和实践者。”

此外，和利的投后团队对于被投企业的人才招聘、后续融资、发展战略也提供了许多帮助。对于非常早期的企业，和利的合伙人们还会利用自身创业经验为企业出谋划策。

“创业者和投资方是互相选择的过程，尤其是稀缺的优质项目。这种基于相互信任的关系一旦建立，大家必定都是倾注全力。曾经我们开玩笑说投资人跟被投项目的关系像结婚，签约只是开始，长期的投入和经营，才是为彼此创造价值的长久之计。”孔令国分享。

对于此次超募战绩，孔令国谦虚地表示：“一开始基金规模设定在30亿人民币，但因为前期的投资表现还算不错，现有LP要求加码并延长募资期限，因此促成了之前希望入局的新LP的加入。我们深知自己的能力边界，当前基金规模已是能管理的极限，在这个前提下和利才能充分执行我们的初衷－－在可掌控的基金管理范围内为LP追求最大的价值回报。”

身处中国半导体投资的黄金时代，孔令国十分感慨，“未来我们将持续深耕半导体行业，用资本助力具有伟大愿景的优秀创业者，为投资人创造丰厚回报。在新的时代机遇前，和利将一如既往地脚踏实地、踏浪而行。”